车道被占用对城市道路通行能力的影响

第一篇：车道被占用对城市道路通行能力的影响

车道被占用对城市道路通行能力的影响

摘要

本文针对城市道路具有交通流密度大、连续性强等特点，分析了城市交通中道路发生事故，道路发生堵塞时，事故路段道路通行能力及堵塞排队长度随时间的变化过程，建立了堵塞排队长度与时间及车流密度（亦可理解为堵塞密度）的数学模型。

针对问题一：我们通过统计视频1上游和事故所处横断面单位时间内的车流量，以及每次绿灯亮时堵塞路段内滞留的各类型车辆数，交通流压力差函数P(t)来描述实际通行能力的变化，并分析了滞留车辆的车当量数N(t)随时间的变化过程，滞留车辆的车当量数随时间的推移而变大，由此可知，事故所处横断面的实际通行能力随时间推移而降低。

针对问题二：通过视频1的分析，我们着重分析了视频2滞留车辆的车当量数N(t)随时间的变化过程，通过与视频1的比较，视频2滞留车辆的车当量数的增长趋势较慢，可知，同一横断面交通事故所占车道不同对该横断面实际通行能力会产生影响，分析可知其产生的主要原因是下游车流转流量所占比例不同。针对问题三：参照流体力学一维管道的突发堵塞模型，我们建立了交通流动力学的模型，建立了分析道路内任意截面车流量和车流密度的函数关系式：

q0;tx通过方程：

dNq(b,t)q(a,t)dtq(x,t)u(x,t)(x,t)

N(t)(x,t)dx；

ab利用一阶线性方程的特征线解法以及数据拟合最优化求得(x,t)与N(t)的函数表达式，来间接描述q(b,t)、q(a,t)与N(t)的函数关系，建立了N(t)关于(x,t)的数学模型。并通过滞留车辆数N(t)和排队长度L(t)的线性关系来求得排队长度。

针对问题四：我们主要是用建立的模型对其进行了预测。

关键字：车流量 交通流动力学模型 特征线解法 数据拟合

一． 问题重述

车道被占用是指因交通事故、路边停车、占道施工等因素，导致车道或道路 横断面通行能力在单位时间内降低的现象。由于城市道路具有交通流密度大、连续性强等特点，一条车道被占用，也可能降低路段所有车道的通行能力，即使时间短，也可能引起车辆排队，出现交通阻塞。如处理不当，甚至出现区域性拥堵。

车道被占用的情况种类繁多、复杂，正确估算车道被占用对城市道路通行能力的影响程度，将为交通管理部门正确引导车辆行驶、审批占道施工、设计道路渠化方案、设置路边停车位和设置非港湾式公交车站等提供理论依据。

视频1（附件1）和视频2（附件2）中的两个交通事故处于同一路段的同一横断面，且完全占用两条车道。请研究以下问题：

1.根据视频1（附件1），描述视频中交通事故发生至撤离期间,事故所处横断面实际通行能力的变化过程。

2.根据问题1所得结论，结合视频2（附件2），分析说明同一横断面交通事故所占车道不同对该横断面实际通行能力影响的差异。

3.构建数学模型，分析视频1（附件1）中交通事故所影响的路段车辆排队长度与事故横断面实际通行能力、事故持续时间、路段上游车流量间的关系。

二． 模型假设

1.假设上游交通十字路口右转向相位变化受信号灯控制。

2.忽略小区路口车辆对流量影响，假设其跟上游十字路口一致

3.假设车流（即）交通流与流体管流的运动相似，并且忽略交通流波的变化

三． 符号说明

t x 时间

以事故截面为原点沿车道建立x轴

qin(t)上游入口t时刻车当量流量 下游出口t时刻车当量流量 qout(t)

P(t)交通流压力差函数

N(t)t时刻滞留车辆的车当量数；

(x,t)：t时刻x处车流密度；

u(x,t)：t时刻x处的车流速度： q(x,t)：t时刻x处的车流量;L(x,t):t时刻的堵塞的排队长度；

四． 模型建立

4.1 关于实际通行能力的统计分析

按30秒一次的交通灯换灯频率，我们对上下游车流量进行了的统计。由于不同类型的车的标准车当量数（pcu）不同，我们查阅资料，取一个比较适中的换算标准[1]，取小汽车的标准车当量数为1.0、公交车的标准车当量数为 2.0。我们给的车流量是车的当量流量。

4.1.1 对视频1进行统计分析 统计数据如下表1所示

表1

时间

t/min 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 流入车当量流量

流出车当量流量qin/(pcu/min)16 13 17 15 21 18 18 21 29 20 24 14 14

qout/(pcu/min)21 16 17 15 20 21 21 21 17 15 18 19 32

交通流压力差

P(t)-5-3 0 0 1-3-3 0 12 5 6-5-18

运用Datafit软件对时间和出入率差的数据按如下函数进行非线性拟合。

P(t)a*t^3b*t^2c*td

拟合分析如下图1 其中

a=-0.1006958728 b=2.112497796 c=-12.13246068

d=16.77822178 拟合曲线图如图2：

图1

图2

从图像的趋势，可以定性的分析；在未发生事故时，一个红绿灯周期道路交通流压力差几乎为零，道路实际通行能力是非常大的；当发生交通事故，以分钟为单位，交通流压力差增大，道路的实际通行能力改变减弱。由于交通流的波动性，实际交通量是波动的，导致了交通流压力差曲线的波动。

当然，我们可以考虑，用t时刻滞留车辆的当量数 N(t)来反映道路的通行能力，我们的统计数据如下表2所示

表2 时间t/min 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

滞留车辆当量数N(t)10 15 12 17 16 21 23 26 27 35 33 26 26

用Datafit作非线性分析，按如下函数关系拟合

N(t)a*t^3b*t^2c*td

拟合分析如下图3： 其中

a=-0.06986151104 b=1.562268614 c=-8.167070674

d=24.93306693 拟合曲线图如图4：

图3

图4 显然，从上图拟合曲线的走势，路段车辆的滞留车辆当量数随时间变化拟合相关性，可以判断，路段车辆滞留车辆当量数是时间的函数，且滞留车辆当量数随事故时间的持续，越来越大。我们知道车辆的滞留数越打，交通流的压力越大，实际交通能力下降。

4.1.2 对视频2进行统计分析

统计数据如下表3：

考虑用t时刻滞留车当量 N(t)来反映道路的通行能力

表3 时间t/min 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 公交车数 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 0 1 1 1 2

小汽车数 5 9 4 3 3 5 10 6 2 4 6 2 7 9 15 21 25 12

滞留车当量数N(t)7 9 4 3 3 5 10 8 2 4 8 2 9 9 17 23 27 16

运用Datafit作非线性分析，按如下函数关系拟合

N(t)a*t^3b*t^2c*td

拟合分析如下图5： 其中

a=0.002521343466 b=0.06168831169 c=-1.345115798

d=9.799019608 拟合曲线图如图6：

图5 观察拟合曲线图4与图6，我们会发现视频2中滞留车当量数N(t)随时间的变化相对要平缓些，且并没有太大的波动；可以推测，当如视频2中的交通事故占道情况时，道路的实际通行能力变化并没有视屏1中交通事故占道情况变化剧烈。为何会出现这种情况呢？我们给3个车道进行编号G1、G2、G3，我们分析认为如附件3所示，当事故占道靠近路中线时即占用G2和G3，由于G1道靠近人行路边，必定留有一些非机动车空间，再者，三车道的下游流量比率不同，且从附件3中我们可以看到G1道的下游流量比率是最低的，当然占用G2和G3道时，上游车的换道比例要大一些。因此，在视频1事故区间中的滞留阻力要大一些，道路区间的单位时间滞留车标准车当量要大与视频2中的，且波动要大些。用Exce画视频1和视频2滞留车当量数N(t)与t的散点图如下图7：

图6

视频1与视频2单位时间滞留车标准车当量比较40N(t)(pcu/min)30201000510t/min1520单位时间滞留车标准车当量N(t)2单位时间滞留车标准车当量N(t)1图7

4.2 交通流动力学模型

考虑到在车流密度am时（m为道路畅行时的最大车流密度），且公路的长度远大于汽车的间距，因而我们把公路上的行驶的离散的一辆一辆的汽车看作连续流，公路就可以看作一个连续的流场，进而我们把0x240的这段公路作为研究对象，u(x,t)表示t时刻流场在x点的流速，流量q(x,t)表示单位时间通过x点处的车辆数，(x,t)表示表示t时刻流场在x点的汽车密度。显然，我们有

q(x,t)u(x,t)(x,t)

观察视频可知，进入研究对象axb的这段公路上的所有汽车只能通过事故断面处离开，因此我们假定此段公路无岔口，且不发生超车，掉队等情况，设t时刻在研究路段0,240内车数为N(t)，由车辆守恒的角度考虑，t时间内进入研究路段的车辆减去离开研究路段的车辆等于研究路段内车辆数的增量。

N(tt)N(t)q(b,tt)tq(b,t)t

在上式中我们取极限令t0，则有

dN

q(b,t)q(a,t)dt

又由于N(t)是(x,t)关于x的积分，故有

N(t)(x,t)dx

ba将上面的两式联立，可以得到

ba dxq(b,t)q(a,t)t

在上式中利用积分中值定理，并令ba，易得

q0 tx考虑到车道数的影响，我们加入了修正因子A,A表示车道数，而且我们知道车流量qu，上式可以表达为

(A)(uA)0 tx

该方程可以表示研究路段内任意截面处车流密度和车流速度u关于时间t与距离x的关系。

上面的模型虽然是基于连续流的基础上建立的，但由于交通事故造成的道路堵塞是突然发生的，平稳均匀的交通流会在交通事故处出现堵塞，出现累积。之前在连续流基础上得到的守恒定则依旧是成立的，方程(A)(uA)0可进一步得到：

txuu0 txx

我们注意到这样一个事实：车流密度越小，车流速度u越大，车流密度 越大，车流速度越小，当车流密度达到其极限值时，车流速度u0，道路就出现了阻塞。且随着堵塞时间t的增长，车流速度u越来越小，而随着车辆从上游向事故发生地点的靠近，车速会越来越近，在此我们假定车速u与t、x呈线性关系：

u(x,t)axbt

将此关系式代入常微分方程中，化为一阶线性的偏微分方程，利用一阶线性方程的特征线解法，利用边界条件解一阶线性常微分方程。得到(x,t)关于x，t的函数表达式：

(x,t)f(x,t)

显而易见，研究路段内车辆堵塞的长度L(t)与研究路段a,b内车数N(t)成线性关系。

L(t)cN(t)d

又由前面的叙述可知

dNq(b,t)q(a,t)dtt10N(t)q(b,t)q(a,t)dt

由N(t)及(x,t)的含义，有

N(t)(x,t)dx

ab即：

则：

ba(x,t)dxq(b,t)q(a,t)dt

ot1L(t)c(x,t)dxd

ab观察视频资料，我们可知，在发生事故前，道路是畅通的，我们考虑一定长度的均匀路段0x240, 起初交通是均匀的, 拥有车流密度a、流量qa。假设事故在位置x = 0 处发生, 起始时间t = 0, 结束时间t=t0。在事故持续过程中, 通过x = 0 的流量减少到q= qf< qa , 密度增加到fa；在时间t=t0 后, 在位置x = 0 处的通行能力恢复到正常状况。t0,a,qqa;x0,fa,qqfqa,(0t0t0);x0,a,qqa,(tto).这是交通流动力学模型的全部方程。，五． 模型求解

5.1 第一阶段模型的求解：

通过对视频的分析易知：由于堵塞时车辆换车道时，所产生的同时占据两道车道问题及堵塞时车辆排队车道数不确定等问题所产生的随机效应严重影响了堵塞长度L与研究路段故我们在此假定：堵塞排队a,b内车数N(t)的线性关系。时，车辆按三列进行排队，且两辆车之间除了安全距离外不存在其它距离，并且将所有车辆转换成以PCU为单位的值来进行计算。我们记录了事故视频中排队距离达到120m时堵塞的车辆数和排队列数，此三次车辆排布比较密集，且排队数为三列：

时间 16:50:42 16:51:41 16:52:46

车辆数 22 24 26

由于数据较少且其中一组数据排队组数虽为三组，但其中一组未排满。数据较少无法得出其最优解，我们联系实际车长、车距，并观察视频中排队长度随滞留车辆数的变化，结合单队列时排队长度达到120m时的车辆数，综上我们可以得到：

L(t)4.5N(t)12

5.2 第二阶段模型的求解：

根据交通流守恒方程：

(A)(uA)0.tx 因为A为路段宽度或车道数，故可认为A为常数，从而交通流守恒方程可简化为：

(u)u0 u0

txtxx 又因为uaxbt，故上式可化为：

(axbt)a0。tx根据初值条件，列写方程组 axbta0,120x120,t0, txx,0x,120x120.1，解上面方程组 2，求特征线

dxaxbt,t0, dt

x(0)c.解得x(t)bat(a1)ce。2a 2.令P(t)(x(t),t)

bdP(t)atP(t)(a1)ce dt a2P(0)(x(0),0)(c,0)c.(ca2b)atb112a2bbbte(c)e(12)（1）解得： P(t)32232aaaaaaa 由x(t)bat(a1)ce 2abbb得cx(t)t2eat2（2）

aaa 将（2）式代入（1）式并略去a和b的高阶无穷小量化简得：

25lnt (x(t),t)P(t)(ab)x(t)t1et(ab)x(t)t(b)lnx(t)b。

52at25lnt即 (x,t)P(t)(ab)xt1et(ab)xt(b)lnxb。

52at又因为 N(t)(x,t)dx。

0x0 根据视频1中每次绿灯亮时滞留的车辆数和时间等数据，通过拟合求得最优解

a0.64 

b0.65344故 u(x,t)0.64x065344t

车流密度

1lnt 2tx01lntdx

N(t)(0.01344xt1)et0.00512xt5.57lnx02t(x,t)(0.01344xt1)et0.00512xt5.57lnx13 最终得到排队长度 L(t)4.5N(t)12

5.3 问题四：

现已知交通事故所处横断面距上游路口距离为140米，且路段下游方向需求不变，以事故所处横断面距上游的路段为对象。求解如下：

问题四：现已知交通事故所处横断面距上游路口距离为140米，且路段下游方向需求不变，路段上游车流量恒定为1500pcu/h,以事故所处横断面距上游的路段为对象。求解如下： 当x0140时，有： N(t)1400(0.01344xt1)et0.00512xt5.57lnx1lntdx，2t解上述方程可得

N(t)96.769et70lnt1.53t0.0893（4）t 因为L(t)140，将（4）式代入（3）式可得：

lnt 1404.596.769et701.53t0.089312。

t解得：

t5.387

六． 模型优缺点分析

1.本模型利用车流密度随时间的变化来反映上游车流量和事故横断面实际通行能力对路段车辆排队长度的影响。进而对车流密度进行距离上的积分求得堵塞车辆数，最终利用堵塞车辆数与排队长度的线性关系求得排队长度。

2.本模型较好的实现了与视频排队长度的拟合。但是本模型是基于交通流是连续流的基础之上的，而本题中所处的城市交通环境下，由于红绿灯的周期性，交通流是非连续的，是离散的，本模型是在连续流基础上进行模拟和预测的，可能与实际情况存在差异，本模型更适用于高速公路等交通流更加趋向于连续流的状况。

参考文献: [1]沈继红，高振滨，张晓威 《数学建模》 北京：清华大学出版社，2011； [2]吴正 《高速交通中堵塞形成阶段的交通流模型》

交通运输工程学报 第三卷 第二期 2003年

[3]2002年上海交通大学博士学位论文《交通流的数学模型、数值模拟及其临界想变行为的研究》 作者：薛郁 专业：流体力学 附件3

视频1中交通事故位置示意图

所使用的软件：

Datafit 二维曲线专家 Mathematica SPAW Statistice

第二篇：影响城市道路通行能力的因素和改进措施

影响城市道路通行能力的因素和改进措施

摘要：作为城市道路交通建设的一项基础性工作，城市道路通行能力及其影响因素研究，不仅可以确定城市道路建设的合理规模和模式还为城市道路路网规划，工程可行性研究，城市道路设计，交通管理与控制及评价等方面提供更为科学的理论依据。针对目前城市道路交通状况，对影响其通行能力的道路条件，交通条件，服务水平等因素进行分析，试图找出改善城市道路通行能力的措施。

关键词：城市道路，通行能力，因素，分析

Influence factors of city road traffic capacity and improvement measures Abstract: as a basic work of city road traffic construction, factors of city road traffic capacity and its influence, not only can determine the reasonable scale and pattern of city road construction for the city road network planning, project feasibility study, city road design, traffic management and control and evaluation to provide a more scientific basis.In view of the current traffic situation of City Road, the traffic capacity of the road conditions, traffic conditions, factors of service level and so on, trying to find out to improve the traffic capacity of city road measures.Keywords: City Road, traffic capacity, factor, analysis

引言近年来，随着我国经济快速增长和城市化进程加快，城市人口和车辆不断增加，我国城市交通面临着越来越艰巨的任务，城市交通拥堵、交通安全和环境污染问题日益受到人们的重视。为了实现城市交通系统快捷、安全、高效地运转，对我国城市交通发展现状进行分析，针对一些突出的问题提出对策建议显得尤为重要。城市交通系统作为现代国民经济中的一个重要组成部分，对于维持宏观经济的健康发展、保证人民的生活质量以及合理控制生态环境污染都起着举足轻重的作用。城市交通系统是由道路系统、流量系统和管理系统组成的一个典型的开放的复杂系统。城市交通系统中的交通流具有自适应性、动态、随机、反馈、多行为主体、非线性等基本特征。由此可以看出城市交通系统包括很多方面的因素，对城市交通现状及存在的问题进行分析是一项复杂的任务 我国城市交通现状分析 随着城市规模的不断扩大，人口在大城市中大量聚集，以及机动车数量快速增长，使得城市交通需求激增，因此，城市交通矛盾也越来越突出。

1.1 城市交通拥堵严重 在我国快速城市化进程中，大城市机动车的急剧增长带来了严重的交通拥堵问题，严重影响了居民的日常生活，已经成为制约城市发展的瓶颈。主要表现为： “路上车挤车、车上人挤人”状况严重，平均出行时间较长，出行效率下降；交通量过于集中在干线道路而引起主要节点出现堵塞；道路网应变能力差，遇事故极易引起大范围交通瘫痪等。

1.2 城市交通带来的环境问题日益严重

交通运输业是继工业和建筑业之后的第三大排放源，城市交通的碳排放在城市整体的碳排放结构中占据较高的比例。近年来随着城市机动化水平的提高以及交通运输业对油品的消耗较大的用能特点，城市大气环境污染严重，环境质量每况愈下，所带来的环境问题也越来越严重。另外，交通噪声对居民的影响越来越严重。近年来，在我国环境投诉案件中，噪声投诉的比重正逐年提高，在特大城市已经高达40%以上，交通噪声的影响已经从单纯的环境问题逐渐发展成为社会问题。

1.3 机动化出行比例明显提高

随着我国经济的快速发展，机动化也进入高速发展期。据统计，2000年至2010年，全国民用汽车年均增长率为35%，私人汽车年均增长率为77%，2010年民用汽车和私人汽车保有量分别达到7801.83万辆和5938.71万辆，私人汽车占民用汽车比例由2000年的38.87%增至2010年的76.12%。

1.4 停车难问题突出

随着城市机动化水平的迅猛发展，尤其是私家车的急剧增长，城市“停车难、乱停车”等问题日益突出。乱停车不仅挤占道路资源，还直接影响城市交通安全，严重影响城市的可持续发展 我国城市交通存在的问题 随着城市经济的快速发展，人民生活水平显著提高，机动车保有量急剧上升，交通需求迅速增长，城市交通在需求、供给和运行方面呈现出不同以往的特征，更多地体现在对质的要求上，城市交通问题更加综合化、复杂化和多元化，城市交通发展滞后已成为制约城市经济社会发展和人民生活水平提高的瓶颈之一。

2.1 城市道路基础设施相对不足近年来，虽然我国城市道路基础设施的建设发展较快，大中城市的道路数量、道路等级都得到了前所未有的提高，很多城市对城市的道路空间利用的非常充分，尤其在一些大城市，地面交通和地下交通都很发达。但由于我国城市化进程加快，人口和车辆基数较大，因此出现了我国道路基础设施相对不足，道路网密度与其他国家比较相对低的问题。

2.2 城市公共交通发展缓慢

由于我国城市交通的法律法规建设严重滞后，以及对公共交通投入不足，公交优先战略落实不到位，城市公共交通行业改革滞后，市场运作不规范等，因此，我国城市公共交通发展缓慢。不足的地方主要体现在：公交分担率低、服务水平低、服务质量差、基础设施缺乏统一规划、公共交通网络规划不合理等方面

2.3 城市交通规划不尽合理 在我国大中城市中，瓶颈路、断头路、畸形路口较多，且路网结构不尽合理，城区主干路、次干路、支路的比例国家规范为1∶1.5∶3.5，呈金字塔结构，以济南为例，济南市的比例为1∶0.41∶1.81，加之占道经营、违章建筑现象较突出，交通微循环不畅，致使过多的流量涌入主干路，造成交通拥堵[5]。

2.4 交叉路口的交通状况 与道路相比，平面交叉口的交通行为更为复杂，更易遭受到交通环境、人流、车流等的影响。因为其交通安全性差，通行能力低而成为影响城市道路通行能力的“瓶颈”。据统计，机动车在城市市区中的旅行时间约有1/3花在了平面交叉口，60%以上的交通事故发生在平面交叉口及其周围，而且随着城市机动车社会保有量和年增长幅度的逐步提升，作为在城市道路网中起着转换交通流向作用的平面交叉口面临的交通矛盾日益突出，平面交叉口的交通治理在城市交通管理中就显得越来越重要。交通信号控制技术作为一种投资省、见效快的措施在平面交叉口的交通治理中作用就日渐突出。

2.5 交通管理水平相对落后

无论在交通政策的制定与实施，还是交通信息服务、公共交通管理等方面，整体水平有待提高。一是交通组织不合理，客流分布不均，影响交叉口路段的通行效率，导致路网交通拥堵；二是缺乏交通需求管理，目前我国仅有北京、上海、广州、成都等部分城市实施了少量的交通需求管理政策，而大部分城市仍然缺乏有效的需求管理措施，迅猛增长的交通需求与发展滞后的交通管理水平之间的矛盾日益突出[6]。城市交通发展的对策建议 在大城市、尤其是特大城市中心区，道路建设永远不能满足汽车交通增长的需要。发达国家和国内部分先进城市的经验证明，要解决城市交通问题，不能只把注意力集中于交通基础设施的建设上面，而应给予交通规划、交通管理等以足够重视，才有可能找到解决城市交通难题的途径

3.1 实施智能运输系统 智能运输系统是解决交通问题的有效且高效途径。它是通过对关键基础理论模型的研究，将先进的信息技术、通信技术、电子控制技术和系统集成技术等有效地应用于交通运输系统，从而建立起大范围内发挥作用的实时、准确、高效的交通运输管理系统[7]。

3.2 促进公共交通发展 促进大容量、快速、便捷的公共交通的发展，确立公共交通的主导地位，形成以地面公共交通为主体，以客运轨道交通为骨干，各种交通方式协调发展的立体化、高效、安全、经济的现代化城市综合交通体系。[8] 3.3 加强交通需求管理

交通拥挤的矛盾其实就是交通供给和需求之间的矛盾[9]。传统的解决办法是加大城市道路基础设施的建设力度，增加交通供给，然而，往往会吸引更多的私人交通，导致公共交通的服务水平下降，并且随着公共交通的服务水平下降又会促使更多的人选择私人交通，最终使得道路又重新变得拥挤。因此，只有通过控制交通需求的增长才能从根本上解决交通拥挤的问题。

3.4 引导居民低碳出行

低碳出行是指以低能耗、低排放、低污染为基础的绿色出行。运用交通政策和市场机制引导和鼓励居民在出行中选择低碳交通方式，倡导尽量减少碳足迹与二氧化碳的排放，鼓励和推进以公共交通为导向的城市交通发展模式 结语

交通在城市发展中的战略地位极为重要，城市交通的发展必须要适应经济社会的发展。现代城市交通正在进入以信息化为目标的新时期，一个包括道路建设、客货运体系和交通控制管理组成的快速、便捷、舒适、高效的城市交通系统，是衡量当前城市现代化水平的重要标志。

城市交通问题是涉及社会经济、城市规划、管理体制和政策法规的综合性问题。解决城市交通问题是一个长期的发展战略问题，最终的目标是实现城市交通和城市本身的可持续发展

参考文献：

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1998 【9】国家统计局的《国民经济和社会发展统计公报》

第三篇：公交车辆对道路通行能力的影响分析

公交车辆对道路通行能力的影响分析

摘要 随着城市经济的飞速发展，机动车保有量急剧上升，交通需求迅速膨胀，而道路交通基础设施建设相对滞后，使得交通拥挤成为严重影响城市居民生活的问题之一，而优先发展公共交通正是解决这一问题的有效途径。本文是在前人的基础上，总结分析现有的公交优先措施及其交通流特性，结合公交车的运行方式，分析对道路通行能力的影响。

本文首先介绍了国内外公交发展情况以及公交一些概念；然后分别对公交车辆在路段上、交叉口、公交停靠站三个地点道路通行能力的影响做了分析说明；最后得出了结论，又结合我国当前的公交运行现状给出了一些改进措施。

关键词 公交车辆 道路通行能力 交叉口 公交停靠站

第一章 绪论

1.1 研究意义

我国城市化进程逐步加快，城市入口急剧增加，大量流动人口涌进城市，人员出行和物资交流频繁，城市交通面临着严峻的局势。全国大中城市普遍存在着道路拥挤、车辆堵塞、交通秩序混乱的现象，如何解决城市交通问题己成为全社会关注的焦点和大众的迫切呼声。为了缓和与改善城市交通紧张的局面，仅仅拓宽马路不能完全解决问题的。因此建设一个高效率的城市公共交通体系成为了城市交通的发展方向。公共交通是指供公众群体使用的各种交通方式，它包括公共电、汽车、地铁、轻轨、出租小汽车、轮渡、缆车、索道等等，本文研究的公共交通主要指公共汽车。但这并不说明实施公交优先就一定能够解决城市交通拥堵问题，我们应该从两个方面去分析这个问题：第一，公交优先措施与城市道路交通之间存在相互适应性的问题；第二，公交优先的实施对其他社会车辆运行的影响程度问题。这两个方面都可以通过公交优先措施对道路通行能力的影响程度来体现，基于此，本文的研究目的在于：总结我国各 大城市常用的公交优先措施，分析各种优先技术对道路通行能力的影响程度，并进行量化，在此基础上，得出道路通行能力计算的修正系数，为改善公共交通提供依据和方法。

1．2 国内外研究现状 1．2．1国外研究现状 通常认为，公共交通是20世纪60年代初法国巴黎最早提出的，后来很快在欧美等发达地区的大城市得以推广，在技术、政策等各方面进行了四十多年的探索和实践，取得了丰硕的成果。在公交优先技术应用方面，欧洲76％的城市拥有公交专用道系统，设公交专用道的道路总长

度超过30公里以上的城市有西班牙的马德里市和巴伦西亚市、英国伦敦市、法国巴黎市，芬兰赫尔辛基市和德国柏林市等。德国奥地利和瑞士80％的城市，北欧国家45％的城市为公共汽车建立了公共汽车信号分离系统，近几年托美地区主要以美国为代表，也实施了大量的公交信号优西南交通大学硕士研究生学位论文第2页先项目，并广泛应用了包括仿真模拟和试点项目等方法。积累了很多宝贵的经验．国外发达国家的交通发展较早，对公共交通的研究发展较快，形成了比较系统的理论，对公共交通的各个方面都有深入的研究．在公交运行，停靠对交通流及道路和交叉口通行能力的影响方面。Jaime Gibson等在文献12l针对公交流量大的发展中国家，研究讨论了公交站点处的公交车辆、其他社会车辆和行人的延误。Sam Yagar在根据信号交叉口的信号控制配时、公交车辆到达时间等定性分析了在不同情况下，交叉口上游站点的公交车辆停靠对信号交叉口交通延误的影响．J．P．Lebacque等人考虑了公交车的运行与其他车流的运行之间的区别：公交车有固定的线路；公交车与别的车辆在速度与加速度方面有较大的差异；公交车需在特定地点(公交停靠站)停靠以及公交车流不是连续车流等。Herbert S．Levinson等定性讨论了当公交停靠站不能满足公交车辆停靠需求时，出现的排队长度及其对路段和交叉口通行能力的影响。在公交站点通行能力方面，国外研究的比较成熟，每一版本的《美国通行能力手册》都有关于此内容的描述。Rodrigo Fernandez充分考虑了公交的运行特性、上下游交叉口的交通状况等诸多影响因素，改进了计算公交停靠站通行能力的方法。

1．2．2国内研究现状

20世纪80年代初，公交优先概念传入我国。由于当时我国城市机动化水平还比较低，城市道路与交通容量的潜力相对较大。汽车化发展时期产生的诸如停车难，城市生态环境急剧恶化等问题还不十分突出。此后的一段时期内，机动车保有量以每年大约12％～15％的速度增加，在我国许多大城市都先后出现了严重的交通拥堵问题。于是，公交优先被提到了议事日程上来。

1997年北京市率先开辟了中国最早的公交优先车道；上海市也将建成协调运营的公共客运服务系统，优先保证公交合理用地、资金投入、高效运营和方便换乘等写入‘上海市城市交通白皮书》；深圳市也提出了到2010年使公交分担率达到50％以上的发展目标。同济大学的支吁安首先给出了公交车停靠时间的分布，然后利用交通流返回波理论，计算出公交停靠对交通流的影响范围，进而西南交通大学硕士研究生学位论文讨论了公交停靠站的位置分布问题．香港理工大学的S．C．Wong与HaiYang通过利用交通模拟软件MODSIM进行计算机模拟，讨论了上游有公交车停靠站时信号交叉口的延误，根据模拟数据的回归建立了延误和影响因素之间的模型，并对模型参数进行了标定，但是研究仅限于不能超车的单车道进口的信号交叉口．同济大学的吕杰在其硕士针对机非分隔道路上的进口道非港湾式停靠站、进口道港湾式公交停靠站和出口道非港湾式公交停靠站的单个公交车辆停靠对交叉口的误影响建立了模型，但建模的假设条件过多，模型过于理想化，丽且许多参数难以调查和确定，实用性不强。同期，华南理工大学的谭满春等人针对交叉口处和笔直路段上的城市公交停靠站的选址给出了离散和连续型数学模型，但模型没有考虑停靠站设置的道路交通条件以及停靠站与交叉口的距离约束。同济大学的彭国雄与莫汉康针对目前城市公交停靠站设置的常见问题，根据道路横断面形式及交叉口的交通状况，从减少公交车辆与其他车辆韵相互干扰出发，通过定性分析，给出了一些公交站点优化设置的解决方案。哈尔滨工业大学的伍拾煤在其硕士论文中，对公交站点处道路通行能力，公交站点对交叉口通行能力的影响以及公交停靠站的设置问题做了一些初步的研究。东南大学的王炜、杨新苗等人在其著作中专门研究了城市公交场站的规划方法，提出了一种基于所有乘客出行时间最小的站间距优化模型，同时还讨论了设置多个同名站点时公交停靠站的通行能力计算方法。尹红亮等在文献中对实测数据进行分析研究，讨论了公交车在站台的停车情况对路段行驶车速有显著的影响，并建立了以交通量和公交停车次数为自变量的二元线性回归公式。台湾大学的'lien．Pen Hsu，Hsun．Jung Cho，Yuh．Ting wu在文献中，对于具有道路中间公交专用道的信号交叉口，当公交站点设置在交叉口上游且公交流量较大情况下，建立了一个公交优先信号控制模型，通过在台北市某信号交叉口的应用分析，对公交优先影响效益进行了评价。东南大学的李娜、陈学武在文献中通过对南京中心城区典型公交停靠站的调查，对调查数据进行线性和非线性回归分析，分别建立了计算公交停靠站站长的回归模型，并对参数进行了标定．东南大学的张卫华在其博士论文中基于调查，建立了不同道路路段公交停靠次数、停靠时间与交通流速度关系的模型。同济大学的王茜和杨晓光在通过对公交到达停靠站时间的分类，较好的分析、建立了交叉口上游公交车辆停靠与交叉口延误的理论西南交通大学硕士研究生学位模型，但也仅限于进口单车道，不允许超车的情况．自从温家宝总理和曾培言副总理关于公交优先的批复之后，关于公交优先的研究又上了一个新台阶，公交优先理念逐渐在城市交通战略规划中体现出来。全国各交通院校和科研单位对公交优先的研究做了大量的工作，取得了较大成就．研究内容主要集中在公交线网的优化、公交系统的评价、公交枢纽布局、公交优先技术的实施等几个方面，对通行能力的研究也主要集中在对公交线路和站点通行能力的研究(考虑社会车辆对公交车辆运行的延误)。

而就公交优先对道路通行能力的影响研究不多．主要有哈工大的裴玉龙教授就公交停靠站对无信号交叉口通行能力的影响的研究呻；东南大学交通学院做的公交专用道设置前后路段交通流模型的比较研究I州；潘俊卿、邓卫做的环形交叉口公交优先措施的影响研究，王茜、杨晓光教授关于信号控制交叉口进口道公共汽车停靠影响分析；长安大学的李平凡在其硕士论文中也就公交优先措施的影响做了一定的研究，但其主要是从概念上对公交优先措施进行了一个总体的把握，确定了当前急需解决的问题，同时对被动信号控制策略中信号配时方法进行了探讨。

1．3 本文研究的主要内容 1．3．1论文研究的目标

本文的研究目的是探讨公交优先措施对道路通行能力的影响程度，得到相应的计算公式，为改善城市交通状况服务，并为公共交通系统的规划及评价提供理论依据。

1．3．2论文研究的主要内容

道路通行能力是指单位时间内连续通过车辆的能力，它包括路段通行能力和路口通行能力，鉴于此，本文主要从路段和路口两个方面来总结分析公交优先措施，并就此两个方面分析公交优先对道路通行能力的影响，得出计算公式。

1．3．3 拟解决的关键问题

本文的关键问题有以下两个方面：一是交通流特性分析，特别是在实施公共交通优先以后，由于公交车的优先通行，对机动车以及非机动的运行速度、运行轨迹都造成了不同程度影响；二是通行能力的计算公式的确定，确定通行能力公式的关键在于修正系数计算方法的确定，这一环节以交通流特性分析为基础。可见，分析交通流特性将是本文的重点和难点。1．3．4 研究方法

通过调查分析，总结我国大中城市常用的公交优先技术，并进行归纳分类；对交通运行的实际观测或模拟，分析交通流特性；根据现有通行能力计算的方法并参考专家学者在相关问题的研究见解．得出新的通行能力计算公式。

第二章 公交车辆对道路路段通行能力的影响分析

2．1 道路通行能力的基本概念

道路通行能力又称道路容量(Capacity)。简言之，是指道路的某一断面在单位时间内所能通过的最大车辆数。美国HCM对道路通行能力给出了如下定义：通常，一种设施的通行能力，规定为在一定时段和通常道路、交通、管制条件下，能合理地期望人和车辆通过车道或道路的一点或均匀断面上的最大小时流率。HCM还将通行能力分为基本通行能力、可能通行能力和设计通行能力。

基本通行能力，是指道路和交通都处于理想条件下，由技术性能相同的一种标准车，以最小的车头间距连续行驶的理想交通流，在单位时间内通过道路断面的最大车辆数。也称理论通行能力，因为它是假定理想条件下的通行能力，实际上不能达到。

可能通行能力，是指考虑到道路和交通条件的影响，并对基本通行能力进行修正后得到的通行能力，实际上是指道路所能承担的最大交通量。

设计通行能力，是指用来作为道路规划和设计的标准而要求道路承担的通行能力。

通行能力的主要影响因素主要有：(1)道路条件

道路条件指的是街道或公路的几何特征，包括：交通设施的类型及其所处的环境、每个方向的车道数、车道和路肩宽度、侧向净空、设计速度以及平、纵线形．其中，交通设施类型是关键，是否存在不问断交通流，双向交通流之间是否有中央分隔带等都明显地影响交通特性和通行能力。(2)交通条件

交通条件，是指交通流中车辆种类的分布(交通组织)，设施中可用车道的交通量和交通分布以及交通流的方向性分布。车辆类型的分布是影响道路通行能力的主要交通流特性。如重型车辆，由于其动力性能校小客车差，尤其是加速、减速和保持上坡车速的能力不如小客车，因此在很多情况下不能保持跟上小客车，从而在车流中行程的大间隙很难由超车来填补，这就造成无法完全避免的道路空间的低效率利用。也正是基于此原因，高速公路在坡度较大的上坡段要考虑爬坡车道。车道使用和方向性分布是影响通行能力的另外两个因素。一般而言，每个方向的交通流各占50％左右时，交通运行条件最好。方向性分布很不平衡时，通行能力就会下降。车道分布则体现出靠路肩的车道承担的交通量校其他车道少。(3)管制条件

间断流设施(如平面交叉口)对交通流流向实行有效的时间管制，是影响道路通行能力的另一关键因素。这类交通设施中最关键的控制设施是交通信号。使用的控制设备、信号相位、绿灯时间分配和信号周期长度均影响车辆运行。停车和让路标志也影响通行能力，但不起决定作用。停车或让路标志将优先通行权永久分配给主要车道或街道，次要道路的车辆必须在主线交通流中寻找间隙穿越。因此，次要道路的通行能力就取决于主要道路的交通条件．，能显著影响通行能力的管制条件还有限制路边停车，车辆转弯限制以及车道使用管制等。如限制路边停车能增加公路或街道的有效车道数，转弯限制能消除交叉口车流的冲突点而提高通行能力，车道使用管制可给各种流向明确地分配有效道路空间．他们既可以在交叉口使用，也可以在关键的干道上开辟变向车道。2．2 公交车辆对路段通行能力的影响分析

路段上的公交优先措施主要是设置公交专用道和公交优先道，当设置公交专用道的时候，路段通行能力即为一条公共汽车道的通行能力与其他道路的通行能力之和。公交停靠站作为一种最基础的公交设施，是公交系统面向乘客服务的窗口。虽然它只是城市道路中很短的一段，但公交车在此停靠占用的几乎是一条车道，形成时空上的瓶颈，对道路通行能力的影响很大，它已经成为造成交通堵塞的重要因素。不同的公交停靠站设置对道路交通流和通行能力的影响是不同的，因此以下分析公交停靠站对道路通行能力的影响。

第三章 公交停靠站对道路通行能力的影响

3.1 公交停靠站的设置分类

不同的道路条件使得公交停靠站的设置存在着多种形式，具体可以归纳为以下几种：设置在机非分隔带上直线式、设置在机非分隔带上港湾式、设置在人行道上直线式、设置在人行道上港湾式、有公交专用道设置人行道上港湾式、有公交专用到设置在机非分隔带上港湾式。

为了便于分析，将以上的6种公交站点形式分为四类：

I类公交车站包括A类形式公交站，其特点为；公交车进站停靠时占用机动车道，形成时间上的瓶颈；不停站超车的公交车辆对相邻机动车道的车辆运行产生较大影响。

Ⅱ类公交车站包括B类形式公交站，其特点为：当公交站点繁忙时，准备进站停靠的公交车辆在机动车道上进行排队等待；公交车辆驶入原机动车道时，影响其他社会车辆的运行。

Ⅲ类公交站包括C、D两种形式公交站，其特点为：公交车辆进站停靠占用非机动车道(直线式停靠站，公交车直接占用非机动车道；港湾式停靠站，当停车泊位不足时，公交车占用非机动车道)，非机动车为绕过障碍而占用相邻的机动车道，对机动车的行驶造成影响。

Ⅳ类公交站包括E、F两种形式公交站，按此种类型设置的公交车站，公交车在运行时对其他社会车辆的干扰并不十分明显，但对公交专用车道本身的能力却有着不同程度的影响，这里不做讨论。

3．2公交车辆在停靠站的运行分析

根据研究发现，公交车辆的到达时间分隔分布可以用负指数分布进行拟合，到达率为且：公交车辆在公交车站停靠的时间服从负指数分布，服务率为硒服务强度夕-Ⅳ∥。同对，公交车站的c个停靠泊位数可以看作c个服务台，则公交站点的排队现象可以用M／M／C系统进行近似分析““。其中：

式中：λ一研究站点的公交车辆到达率(veh／s)；

μ一公交站点对公交车辆的服务率(veh／s)； ．

Ρi一经过研究站点的第f条公交线路的发车频率(veh／s)； m一经过研究站点的公交线路总数。td一公交车辆的驻车时间(s)：

td=t1+t2 式中：t1一乘客上下车占用时间(s)；

t2一车辆开门和关门的时间，为3～4s。

3．3公交停靠站对道路通行能力的影响

20世纪80年代初，我国开始大力发展公共交通，每个城市都建立起自己的公共交通系统，并呈逐年发展的趋势，作为公交系统重要组成部分的停靠站分布在任何有公交车运行的道路上，它不但影响着公交车辆的运行速度，也影响着路段的通行能力以及其他社会车辆的通行能力。道路设计通行能力是指要求道路承担的通行能力，它的计算可以根据

一个车道的理论通行能力修正而得。其计算公式为：

式中： C d一设计通行能力(pcu／h)；

C一理论通行能力(pcu／h)； γ一自行车影响修正系数； η一车道宽影响修正系数； β一交叉口影响修正系数； n’一车道数修正系数。

由上面的公式可以看出，在传统道路通行能力的计算中，并没有考虑公交停靠站对道路通行能力的影响，显然不能很好地适应现今的道路规划与设计，因此，在新的时期，对道路通行能力的计算有必要加入公交停靠站的影响修正系数． ．公交停靠站对道路通行能力的影响主要体现在公交车辆在停靠时对其他车辆运行产生延误．而不同形式的公交车站对通行能力的影响又存在明显的差异，下面就对此进行具体的探讨。

1.I类公交车站对通行能力的影响

I类公交车站对道路通行能力的影响主要表现在公交车辆停靠上下客 时对机动车道的占用，其影响程度主要取决于公交车辆在公交站点的消耗 时间⋯1。本文正是以此为基础，利用车道的时间利用率(即扣除因公交停 靠时间影响后，车道实际用来通行的时间比率)来确定I类公交车站对道 路通行能力的修正系数，设相邻机动车到流量为Q(veh／h)，驻车时间为td(s)。当td<=3600／Q时，即当社会车辆到达公交站点时，公交车辆已经完成上下客，公交车辆停靠对社会车辆没有影响；当td>3600／Q时．公交车停靠占用机动车道时间t=λ(td-3600／Q)则I类公交车站对道路通行能力的修正系数fj可用下式计算：

2.Ⅱ类公交车站对通行能力的影响

Ⅱ类公交车站内，公交车辆在加速驶离车站而汇入相邻机动车道时，公交车辆于相邻机动车道的直行车流侧向摩擦、合流，驾驶员为了避免发生撞车事故而降低车速，致使交通流速度受到了较大影响。合流理论主要研究混合车流可接受间隙的概率分布，于是研究汇入相邻机动车道公交车数量的模型可以转化为无信号交叉口之路通行能力的模型⋯】t【⋯。故用其相似理论分析Ⅱ类公交车站对通行能力的影响，并确定修正系数f2。设交通流中公交车比例为口，相邻机动车道交通流量为q(veh／s)，则H类公交车站对通行能力的修正系数f2可用下式计算：

式中：t一公交车辆汇入机动车流的临界间隙时间(s)。3.Ⅲ类公交车站对通行能力的影响

按照Ⅲ类公交车站类型设置的车站，公交车在进站停靠时占用非机动车道，非机动车道在公交站点处变窄，当非机动车流饱和时，非机动车为避开障碍而不得不占用与其I旌近的机动车道，从而影响了机动车的运行。鉴于此，参照非机动车对道路通行能力的影响系数的计算方法，得出Ⅲ类公交车站对通行能力的修正系数f3。

式中；Q一自行车交通量(辆／h)；

C一每米宽自行车道的使用通行能力(辆／h)； W2一单向非机动车道宽度m： W1一单向机动车道宽度m； L一公交车辆宽度m；

一公交车辆占用非机动车道概率，3.4 公交停靠站通行能力的分析计算

前面分析了不同形式的公交停靠站对道路通行能力的影响，此情况很大一部分原因是在公交车在停靠站出现排队现象，由于不能及时消散而对后面的社会车辆造成阻塞，那么解决这个问题，加大停靠站的通行能力是一个途径，使公交车辆能够及时停靠驶出，减少对道路通行能力的影响。然而在各大、中城市常常可以看到这样的现象；在公交停靠站(主要是在交叉口附近)由于有多条公交运营咎路在此停靠，虽然已经停满公交车辆，但依然有相当多的公交车在等待停靠，造成大量车辆排队，直接影响到道路的正常交通运行，严重削弱了道路通行能力．停靠站中公交车辆的停靠有如下特征：

(1)公交车辆到达随机性大．原因是公交车辆的运行受行驶路段交通量、信号控制的扰动，使得原本是按均匀时间问隔发车的公交车流形成了潮汐式的公交车群。这样很容易造成车辆的排队停靠，使得站台长度不能满足到达车辆停靠及乘客上下车的要求。

(2)在主要的公交换乘站，乘客上下车时间较长，公交车辆在站的滞留时间加长，后继公交车辆到达容易形成排队停靠，因此在站滞留时间长成为造成公交车辆在站排队停靠的因素。

(3)在公交专用道的中途停靠站，公交车辆的运行受到路段车流扰动的影响相对小些不易形成潮汐式公交车流。这一方面是因为各公交线路在调度安排时没有协调考虑，但更主要的原因是公交停靠站处能够通过多条线路的公交车数量不够，也就是说公交停靠站的通行能力不够。解决这～问题可以采用建设港湾式停车站的方法。这个方法由于一次性投资较大，建成后难以调整，所以在重点地段的港湾式停车站的建设一定要进行通行能力验算，否则一个通行能力严重不足的港湾式停车站反而不如不建设。根据公交中途停靠站的上述停靠特征，可知产生公交停靠需求是由公交车流状和停靠时间长短决定的。而公交车流由公交车流量和路段交通状况产生，路段交通状况是由路段流量、信号控制和交通管制方式决定的。进站公交车流量受该站公交线路的多少、每条营运线路的车辆数和发车频率影响；在站平均停滞时间反映了乘客上下车数量及时间。车站公交车的停靠需求，就是停靠排队长度的问题。因此研究站台长度适应性，就是通过路段交通量、进站公交车流量和在站平均停滞时间计算高峰期最大平均，停靠长度，设计的站台长度应该满足这个停靠需求。所谓公交停靠站的通行能力是指在现有通常的道路、交通及管理条件下，在一定时间所能通过停靠站断面的最大公交车辆数。我国城市交通在很多情况下是混合交通，在这种交通条件下，公交车与其说是通过停靠站断面，不如说是要通过一个包括停靠站断面在内的干扰区。这个干扰区实际上是一个阻塞段，在这个阻塞段内，公交车必须花费的时间是在停靠站的停靠时间，而其余受阻的时间就是通常意义上所说的延误。这个延误和停靠时问的大小，在很大程度上决定了公交停靠站的通行能力． 公交停靠站的通行能力的计算方法如下：

式中：Qb一公交停靠站的通行能力(辆m)；

Nb-一公交停靠站能提供的有效泊位数；

tc一连续两辆公交车的最小车头时距，通常可取5s；

ts一公交车在停靠站的停靠时间，取决于上下车的乘客流量； dB一公交车在干扰区的延误(s)td一公交车减速进站的时间(s)； ta一一公交车加速出站的时间(s)；

to一公交车在正常条件下加减速时间之和(s)； g/C一下游交叉口剩余的绿灯时间与该交叉口信号周期之比；

R一由于误点等原因产生的折减系数，美国道路通行能力手册建议取R=0．833，在我国，R可能会更低； ．

n一在此停靠站停靠的公交线路数。

3.5 公交停靠通行能力的检验及题例

一条线路的公交车交通量可以按下式计算：

式中：Qmax一线路最大断面客流量(人／h)； r一公交车满载率，高峰时取0．85； R一公交车辆定载客数,与车型有关。

通常，一个路段上有多条公交线路通过，并在同一路段上设站，此时该路段的公交车交通量为停靠在此的各条线路交通量之和。所以，一个港湾式停车站的通行能力与在此停靠的公交车交通量必须满足如下关系：

式中：m一在该港湾式停车站停靠的公交线路数． 则该港湾式停车站应提供的有效泊位数为：

公交停靠站要尽量满足多个公交线路的停车上下客需求，从而尽量避免出现站外排队现象，减少对旁侧交通的影响，提高道路通行能力．

某路段单向枫动车道宽为8m，交叉口间距为300m，两端交叉口采用信号控制，绿信比为0．48，机动车道与非机动车道之间设有隔离带。已知：相邻机动车道流量为800veh／h，交通流中公交车比例为0．2，公交车汇入临界问隙为7s。计算得到该条道路的设计通行能力为2239pcu／h；按照B类设置公交停靠站如下图，这类公交停靠站属于划分的II类，在考虑到公交停靠站的影响时，根据II类公交车站对通行能力的修正系数计算：

其他的停靠站可以参照此方法来计算。通过比较可以看出，传统的方法计算得到的数值明显偏大，使得在规划设计中对道路的能力期望过高，给今后的运行造成不利的影响。而在计算中加入公交停靠站的修正系数恰恰可以在一定程度上消除这方面的影响，具有一定的现实意义。

第四章 公交车辆对路口通行能力的分析

交叉口预信号设置图

4．1交叉口预信号优先方案说明 1.设置条件

（1)道路条件为单向具备3条以上机动车道．，（2)交通条件为公交车流量达到一定的标准(大于总流量的20％)，一方 面应使交叉口绿灯信号能得到较为充分的利用；另一方面应保证公交车在 交叉口前能消除两次排队现象。2.原则及关键

（1)力求使公交锝到优先保障。

（2)尽量充分利用道路时空资源，减少工程量。（3)尽量减少对其它车辆的干扰．

方案中，在停车线前布置一段“公交车专用候驶区”，即图中的A—B，供公交车在红灯期间等候通过使用，在交叉口红灯信号期间不允许其他机 动车占用．另外，该车道候驶区上游方向增设一条停车线，并在停车线前 布设一个车道信号灯，采取与其它车道不同的信号控制方案。3.方案说明

公交候驶区前的停车线仅对社会车辆起作用，与车道灯一起，具有在 交叉口红灯信号到来前清空公交候驶区的作用。当交叉口绿灯亮时，车道 上首先是候驶区内的公交车通过交叉口停车线，进入交叉口，同时允许在 候驶区前停车线处排队的社会车辆尾随在公交车后通过交叉口．但在交叉 口绿灯相位结束前，公交候驶区前的车道灯提前一段时间T亮红灯，不允 许尚未通过公交候驶区停车线的车辆行驶。在时段T内，公交候驶区内社 会车辆将陆续驶入交叉口，候驶区季导以清空．在交叉口红灯末期，公交候 驶区提前亮绿灯，允许候驶区停车线后的车辆提前驶入公交候驶区，将候 驶区内未利用的道路空间加以利用。

4．2 公交车辆对路口通行能力的影响分析

预信号设置在中间直行车道上，因此以下分析该措施对一条直行车道 的通行能力的影响。一条直行车道的通行能力：

式中：Cs—直行车道通行能力(辆／h);tg一在一个周期内开放绿灯的时间(s);ts一直行车辆通过交叉口的速度(m／s);tc一信号周期长(s);a一车辆起动时的平均加速度(m／s2)。

当预信号为红灯时，直行社会车辆在B处停止候车，停车候驶区内清空，右转车道中的直行公交车辆此时进入停车候驶区，排队等候，社会车辆不得进入，当主信号为绿灯时，公交车可以直行通过，这样就节省了公交车的时间延误。但是，公交车的到达率是变化的，也就是说，公交候驶区内的道路空间不能得到充分利用，当公交车候驶占用的长度为L时，就会有的区间是空闲的，这就造成了通行能力的损失。

假设公交候驶区的长度为L(m)，公交车的平均到达率为O(辆／11)，在一个周期内，红灯期问到达公交候驶区的车辆数为N，则：

N=Q(tc-tg)L1=N*Lb+(N-1)Ls 式中：Lb一公交车的长度(m)；

Ls一平均车距(m)

所以空闲的区间长度为L2=L-L1，一个周期内损失的时间为t=L2/v

第五章 结论

公交线路所经过的城市道路的等级、车道数是由城市总的交通网络结构决定的，属不可控条件，而且实际情况表明，拓宽道路往往会吸引更多的交通量，对改善公共汽车的行驶状况效果并不明显，因此，不能依靠拓宽道路来提高公共汽车的行驶速度，但是可以严格控制占用道路，通过设置一些特定的专用道来让公共汽车享有更多的优先权，提高道路通行能力。具体方法有： 1．设置专用车道

在公交线路数较多、交通量不大的路段设置公共汽车专用路（公共汽车享有全部的、排他性的使用权，自行车可根据实际情况规定）。专用路设计需要留意的是，在专用路进口之前社会车辆的分流和转向问题，避免处理不当引起具体阻塞。在交通量随时间变化较大的路段，可以根据道路自身条件考虑设置公共汽车优先道。公共汽车享有优先行驶此道的权利，其他社会车辆在交通高峰期不得占用此道行驶，使在发生交通阻塞的情况下公共汽车的延误减至最小。在公共汽车流量较大和经常发生交通阻塞的干线一侧设置公共汽车专用道（在特定路段上，通过标志、标线等划出一条或几条车道给公交车专用，但公共汽车同时享有在其他车道行驶的权利）。根据实际情况设置公交专用进口道（在交叉口进口，专门为公交车设置的进口道，包括允许公交车转向的管理措施），如果条件允许，公交专用进口道应尽量和路段上的公交专用道结合起来。2.对公共汽车的改进主要有以下几个方面：

首先就是公共汽车的动力性能。包括车辆的启动性能和变速性能，城市公共汽车启动和停车频繁，从技术上改进这些性能可以在一定程度上减少延误。推进城市公交车低地板化。降低公交车第一踏板高度，便于乘客上下，同时，车架低，车辆稳定性好。据前苏联汽车科学研究部门得出的一个结论：对公交车运营指标影响最大的是地板高度，地板高度降低57％，可使乘客上下车的时间节省50％，从而可提高定线平均运输速度7.5％。同时低地板又便利老龄人、小孩和残疾人上下车。车门数和车门的位置。合适的车门数和车门位置，有利于减少乘客上下车时间。改进IC卡及其刷卡装置。提高刷卡的成功率，减少刷卡次数，也可以减少乘客的上车时间。3.对交叉口进行渠化

由于交叉口延误在整个公交车运行时间中占的比例较大，因此，对交叉口进行优化是十分重要的。对其优化的关键在于减少公交车等待绿灯信号的时间。具体方法有：

①调整信号周期。②使用公共汽车感应信号。③使用公共汽车放行专用信号。4.公交站点的改进

从公交站点这个角度减少运行时间，主要从以下几方面着手：

① 车站密度、站距要适中。②站台形式。③停靠方式的组织规划。④对于公交停靠线路数较多的站点，可以对各站点各线路客流量进行分析，将部分线路设置成大站快线。

5.引进智能公交管理系统

采用公交管理的自动车辆监测系统（AVM）等先进技术系统。国外正在扩大使用这一系统。它主要通过中心计算机跟踪线上的每一公交车，并识别出每一次延误及其它情况。当一有问题出现时，它能向管理者推荐出合适的解决方法使影响达到最小，然后管理者又帮助公交车司机选择合适的运行线路，进而减少公交车的延误。

6.对司机和乘客的要求

司机要具备熟练的驾驶技术，对线路道路的情况熟悉，减少操作时间；乘客上车后要主动往下车门走，不堵在上客门处，提前做好下车准备，减少上下车时间。

参考文献：

[1] 任福田.道路通行能力手册[M].北京: 中国建筑工业出版社,1991 [2] 陆化普.交通规划理论与方法.北京：清华大学出版社，2006 [3] 张起森，张亚平.道路通行能力分析[M].北京: 人民交通出版社，2002 [4] 刘灿齐.车流在交叉口分流向延误的最短路径．同济大学学报 2002 [5] 《交通规划与设计》《交通管理与控制》，《交通工程设施设计》 [6]《城市轨道交通研究》 “城市公共交通的整合与协调” 2005年第3期 [7] 《综合交通规划》 同济大学出版社

王小鸣

2006年4月

[8] 吕杰．公交停靠站对信号交叉口通行能力的影响分析[D]：【硕士学位

论文1．上海：同济大学，1999 目录

摘要---------1 第一章 绪论

1.1 研究意义-----------1 1.2 1国内外研究现状----1 1．2．2国内研究现状-----2 1．3 本文研究的主要内容3 第二章 公交车辆对道路路段通行能力的影响分析

2．1 道路通行能力的基本概念----------------------------4 2．2 公交车辆对路段通行能力的影响分析------------------5 第三章 公交停靠站对道路通行能力的影响

3.1 公交停靠站的设置分类6 3．2公交车辆在停靠站的运行分析-------------------------6 3．3公交停靠站对道路通行能力的影响---------------------7 3.4 公交停靠站通行能力的分析计算----------------------8 3.5 公交停靠通行能力的检验及题例-----------------------10 第四章 公交车辆对路口通行能力的分析

4．1交叉口预信号优先方案说明--------------------------11 4．2 公交车辆对路口通行能力的影响分析----------------12 第五章 结论

第四篇：浅谈计算器对数学能力的影响

浅谈计算器对数学能力的影响

四川省会理县太平片区中心小学张廷帆

随着科技的发展，计算器、计算机的出现，对现代数学教学的发展产生了巨大的影响，也标志着现在的数学教学已步入了科技信息式教学。

当前在小学四年级，就已开始了计算器的教学，将计算器引入小学生的数学学习，因为计算器的先进性，使学生的计算更加快捷、迅速、准确，为学生的数学学习带来了极大的方便，而且使学生初步接触高科技的先进性，了解科技发展对数学学习产生的积极影响以及让学生认识“数学发展科技，科技服务于数学”的辨证唯物主义思想，都是其它计算工具所无法达到的。所以我们应该倡导学生积极使用高科技手段（计算器、计算机等）来学习数学，提高数学的学习能力。

但随着学生长时间的使用计算器，对学生数学能力的发展也会产生一些负面影响，其主要体现在对计算器的依赖性上，在教学实践中我就发现，许多学生使用计算器后，越来越离不开计算器，有的学生连一些口算题都要去按计算器，竟然还有个别中后进生，在笔算时似326

乎忘记了学过的笔算方法，通过计算器，一步到位，如计算×65。这类中后进生，他们———

21190

本身的计算能力就较低，不熟练，使用计算器后，更加失去了笔算训练的机会，使他们得不偿失。

传统的数学教学，注重培养学生的计算方法，计算技巧，计算能力，培养他们运用知识解决实际生活问题的能力，这是实实在在的。所以我认为在小学阶段要让学生学会使用计算器，但在平时的学习中，尽量还是少让他们使用为好，以训练他们的计算能力，总不能让我们的学生长大以后，也像传言中的美国教授那样，到菜市场买菜都需要带个计算器吧。计算器只能是学生学习数学的一种辅助工具，我们要让学生学会使用辅助性工具进行数学学习，但更要注重发展他们的数学能力，防止他们对某一种辅助性学习工具产生严重的依

赖性。

第五篇：企业文化对技术创新能力的影响

企业文化对技术创新能力的影响

作者 兰星天

摘要：21世纪是人才的世纪，企业文化的优劣直接影响着人才潜力的发挥；而技术创新是企业生存和发展的内在动力。因此培育适合人才创新的企业文化也同时将有助于企业自身的技术创新能力。本文分析了企业文化在技术创新过程的三个阶段的影响，并通过研究微软亚太研究集团的企业文化对企业技术创新的作用，得到富含创新精神的企业文化将大大有助于企业技术创新能力的提高。

关键词：企业文化；技术创新能力；人才

引言

技术创新能力是企业核心能力的重要内容，是衡量企业竞争力的重要标志。要推进企业技术创新，必须建立优秀的企业文化环境，以培育企业文化为目标，以文化促进技术创新的提高。

当代企业文化的突出特征就是以人为本，以关心人、爱护人、培育人、尊重人、激励人的人本主义思想为导向的。企业能否给员工的技术创新创造一切可能的条件，给员工提供一个适合技术创新的良好环境，这是企业先进或落后的根本标志。

实现技术创新不仅需要一个工作场所，更需要一个文化体系。优雅舒适、和谐、宽容、充满人情味的工作环境，对人的才能充分重视，对人的价值的充分尊重，对人的善于创新充分支持，企业技术创新才能充满活力，才能形成核心竞争能力。另外不仅要使员工深切地领会到有形的待遇，比如工资、福利、权利、股份、期权等，还要感受到无形的文化待遇。这来自于自我实现技术创新的成就感，社会给予的尊重、荣誉，职务的晋升，企业所烘托的个人身份等等。

实现技术创新的人不都是追求最大的工资、福利的回报。科技人员更看中的是企业有良好的文化氛围，和谐的人际关系，良好的企业形象，有思想有魅力的企业老板。应鼓励广大科技人员感受和体会企业文化给大家带来的益处，树立企业文化是一种待遇的观念，有意识地设立企业文化奖，包括技术能手、科技标兵、企业功勋等奖项。面对跨国公司的人才争夺，尽快形成有利于科技人员最大限度发挥积极性的激励机制已是当务之急。

一、企业文化的力量

企业文化是企业长期生产、经营、建设、发展过程中所形成的管理思想、管理方式、管理理念、群体意识以及与之相适应的思维方式和行为规范的总和，其核心是企业共同的价值观。它是指导企业员工行为的高级规则，具有明确员工的组织地位、增强员工对组织的认同、规范员工行为、激发员工积极性等功能。技术创新将不可避免地发生在特定的企业文化环境之中并受其影响。良好的企业文化对企业行动将发挥导向、激励、凝聚和辐射等方面的社会功能。如果要技术创新和企业文化之间的关系上处理不当，就可能严重妨碍企业技术创新活动的顺利展开。因此，必须把握好两者之间的关系。企业文化对技术创新主体的作用可以通过对企业价值观、企业精神的培育和塑造，为技术创新主体提供强大的精神动力。价值观是精神动力的源泉，是行为的支柱。积极向上的精神能够使人焕发无穷的力量。企业一旦树立起追求卓越和创新的企业精神并获得职工的认同后，就会激发起职工自觉的创新热情和行动，从而形成企业技术创新的氛围和整体合力。

从技术创新对于企业的文化需求来看，企业文化必须能对企业成员努力实现创新目标起积极的引导和支持作用。由于任何一种技术创新行动所带来的新的行为规范总会或多或少地同现有企业文化发生矛盾或冲突，因此，企业管理者及技术创新管理者必须对此予以高度的重视，清楚地了解企业文化对于企业技术创新的有利和不利影响，事先有意识地采取防范措施，做好企业文化的引导和重建工作，以免这种冲突最终转化成不利于企业技术创新实施的现实障碍。

二、企业文化对技术创新的影响企业文化除了具有传统意义上的导向、约束、凝聚、激励和辐射功能外，还势必对企业的技术创新产生深远的影响。因为任何企业技术创新都是在企业的各种规章制度约束下进行的，如果规章制度符合企业技术创新的客观规律，就会推动技术创新，反之，就会阻碍或限制企业的技术创新活动。技术创新全过程可以划分为这样个阶段：构思阶段、研发阶段、商业化阶段。企业文化在这个阶段始终影响着技术创新。

1、企业文化影响新构思的产生

任何发明创造或者技术革新都来源于一个好的新构思，但是好的构思并不一定都能够实现技术创新。新构思的产生需要员工大胆想象，勇于突破常规，以及积极地献计献策，这是企业技术创新的第一步。（1）创新构想的产生需要良好的环境和实施正向激励。对某种创新思路提出批评，可能会压抑一部分人的创新积极性，企业的领导和创新的组织者对创新苗头如果妄加评论，也可能会把很有希望的创新设想引入歧途。企业员工提出了自己认为有一定价值的创新设想，不管是否被采纳，企业都应制定一定的标准，给予奖励，从而保证新构思能源源不断地涌现。（2）新构思的热情也需要维持。发动职工创新并不难，难的是能把这种创新的积极性不断引导到较高层次并长期保持下去。这除了相应的制度保障之外，还需要长期形成于广大职工心里对企业一种由衷的关爱，这就是企业文

化。企业如果做不到以上几点，员工的新构思就可能被扼杀，至少他们的积极性会受到严重影响。由此可见，企业文化深深地影响着技术创新的构思。

2、企业文化影响研发管理

研发的不确定性与风险性、资金投入强度、时间长短等因素，大大地影响研发工作的开展。有利于研发的企业文化氛围就在于价值观念、行为规范的协同，主要是在企业内部造成一个开放、创新、合作的文化氛围，使技术创新工作得以顺利开展和实现。研发管理阶段需要各部门的沟通和协调，需要多方面的信息，任何环节的脱钩都会影响研发继续甚至夭折。研发管理阶段需要有不怕失败的勇气。由于技术创新的不确定性和高风险性，使研发人员难免会顾虑重重，很可能导致研发工作难以为继。合作的文化氛围是保证研发项目成功的整合剂。在高科技企业中，由于技术本身的复杂性，技术创新完全依靠一个人的力量几乎不可能，每一项创新成果往往都是集体智慧的结晶。因此，没有良好的团队合作，也就不会有高效率、高质量的研发成果，也就不会有成功的技术创新。企业文化可以满足以上条件，促进技术创新的顺利进行，也可以阻碍技术创新。所以企业文化影响着研发管理。

3、企业文化影响技术创新的商业化

技术创新的商业化是指通过市场应用实现其价值。美国管理大师彼得· 德努克说过：“创新的成功不取决于它的新颖度、它的科学内涵和它的灵巧性，而取决于它在商场上的成功。” 实际上企业文化对这种成功来说是不可或缺的。国内外知名企业无不将企业文化根植于运作当中，而成为其制胜法宝。文化经营是企业经营的最高境界，凡达到一定规模的大型企业，必须依靠文化来进行管理。海尔在市场销售上之所以能成功，主要是因为海尔有成功的企业文化。企业文化作为企业独特风格的一种载体，通常是融于企业的日常管理、运营之中的，它看似不能在商业竞争中发挥明显作用，但实际上却形成了企业根本性的竞争优势，是一种制敌于无形的柔性武器。一个好的销售制度、营销理念，不仅有利于企业发挥员工的积极性，同时还能培养忠诚顾客，使企业在获得良好的市场收益的同时，树立良好的企业形象。由此可见，企业文化不仅贯穿于技术创新过程的始终，而且以不同形式深刻地影响着技术创新及技术创新的持续。

三、案例分析

1、微软亚太研发集团的管理文化理念精髓

自1975年微软公司成立以来，比尔。盖茨创造了一个又一个现代神话，建造了童话般的“微软帝国”，毫不夸张地说，整个地球现在都笼罩在比尔盖茨的光环之下。微软之所以能够在风云变幻的信息行业一直保持着领先地位，无疑是由于其在技术方面一直保持着强势地位。而微软无可比拟的技术创新能力也得益于

微软自身富含创新精神的企业文化。下面的五条定律诠释了微软亚太研发集团的管理和文化精髓：

（1）IT=IQ（talents）+IP（intellectual properties）

吸引和培养第一流的人才，给他们创造一个足以充分发挥其才能的空间，鼓励创新并保护其智慧成果。

（2）E=MC2

吸纳一大批有卓越潜质的人才(M)，同时缔造一个完全释放人才潜质的过程(C2)：在此过程中，先进的管理方式、富于感染力的企业文化将在个人、团队之间产生一系列正面的连锁反应，从而最大程度地激发出微软中国研发集团的动能(E)。

（3）△V ·△ P≥ α

鼓励创新，允许失败。创新而不因循。△V和△ P 两个变量分别代表研发集团项目目标的风险度和准确度，所得出的乘积便是机构或团队发展的速度。

（4）1+1≥3

有关企业的内部交流及合作：只有在1+1≥3（或者说“多赢”）的前提下，合作才是有价值和有必要的。

（5）E-> inf（热力学第二定律）

建构一个开放的、共赢的 IT 产业生态圈（Ecosystem），和全球范围内的学术界、企业界合作伙伴协力创新，共同分享资源、经验与成果。

2、微软亚太研发集团文化的作用

从上述五个被赋予新的概念的定律可以看出，微软文化本身就彰显出一种充满想象力的创新精神。在这样的文化氛围下，微软亚太研发集团的所有员工都能够在研发的世界里自由地驰骋，深度地挖掘自身的潜力，让微软始终保持着超乎想象的技术创新能力。

集团的每一位员工都在激动人心的创新冒险中扮演着重要的角色。无论在北京、东京或是曼谷，他们都是微软亚太研发集团锐意进取、不懈探索、激情洋溢的创新团队的一部分。在一个没有天花板的空间里，员工们不仅可以创造出优化全球用户体验的产品，还可以生活在一个由文化所驱动、提供诸多个性选择的广阔社区中。

得益于独特的管理和文化机制，微软亚太研发集团已实现人员规模的快速拓展——当前，微软亚太研发集团拥有由超过3000名杰出科学家和工程师组成的团队，分布在北京、上海、深圳、香港、台北、东京、首尔、悉尼和曼谷等地，已成为微软在美国之外规模最大、功能最完备的研发基地。

四、结论 21世纪将是知识经济的时代，最重要的资源无疑也将是人才。而企业如何吸纳最精英的人才，并利用人才赚取财富，这就完全取决于企业自身积淀形成的文化。同时，企业要想在技术更新速度越来越快的今天长盛不衰，也要依赖于人才潜力的发挥。因此，如果企业能够建立与时俱进的以人为本的企业文化，也必然将刺激员工的积极性和想象力，从而使企业保持强盛的技术创新能力。企业的成败便决定于此。

参考文献 [1] 黄华新,顾坚勇.论技术创新与企业文化的互动.科学学研究.2001,12.[2] 刘元芳.核心竞争力：技术创新与企业问换的耦合.科学学与科学技术管

理.2006,04.[3] 唐淑香,龙佳解.试论企业文化对技术创新的影响.西安电子科技大学学报.2004,09.[4] 周玉良,杜春沈.企业文化对技术创新的影响分析.企业文化.2005,02.[5] 徐博英.技术创新能力及其评价方法的发展变化.科技和产业.2006,11.